Aluminio Anodizado Explicado: Beneficios, Proceso y Respuestas a 5 Preguntas Comunes

Anodizado es una de las operaciones de post-procesamiento más comunes realizadas en piezas de aluminio. Es un proceso electroquímico que implica sumergir una pieza de aluminio en una serie de tanques, convirtiendo la superficie del aluminio en un acabado duradero y resistente a la corrosión.

Para determinar si el anodizado es la opción correcta para una pieza específica, los diseñadores de productos deben entender primero cómo afecta a la resistencia, el grosor, el color y la conductividad térmica del aluminio.

Este artículo presenta respuestas a cinco preguntas frecuentes sobre aluminio anodizado. ¡Si busca implementar anodizado en su producto mecanizado, este artículo es para usted!

1) ¿Cómo Funciona el Anodizado?

El proceso de anodizado implica sumergir y tratar una pieza de aluminio limpia en un baño químico electrolítico. Este baño químico se compone típicamente de ácido sulfúrico o crómico (una solución eléctricamente conductiva).

A continuación, se aplica una corriente eléctrica directa a este baño químico, creando una carga eléctrica positiva en la pieza de aluminio y una carga negativa en las placas del electrolito. La reacción electroquímica resultante crea poros en la superficie de la pieza. Estos poros se unen con los iones O₂ cargados negativamente en el electrolito para formar una capa de óxido celular (óxido de aluminio) en el componente.

Fuente de la imagen: Vicente Neto, CC BY 4.0, vía Wikimedia Commons

Esta capa de óxido de aluminio es más duradera y resistente a la corrosión que el sustrato de aluminio subyacente. Sin embargo, casi todas las piezas de aluminio crean naturalmente una capa de óxido de aluminio cuando se exponen a la atmósfera. Entonces, ¿qué hace único al proceso de anodizado y por qué debería molestarse en lograr algo que ocurre prácticamente de forma natural?

2) ¿Por Qué Anodizar Piezas de Aluminio?

Cuando expone una pieza de aluminio normal a la atmósfera, se forma una capa de óxido de aluminio sobre la superficie de la pieza. Sin embargo, esta capa suele ser muy fina y puede desgastarse fácilmente, especialmente cuando la raya o la usa en áreas con aire contaminado.

Sin embargo, a diferencia del aluminio normal, una pieza de aluminio anodizado tiene su óxido de aluminio profundo dentro del sustrato de aluminio. Por ejemplo, los poros (y la capa de óxido celular) formados en la reacción electroquímica pueden alcanzar hasta 25 micras. Como resultado, tendría un componente de aluminio que es resistente a la corrosión, resistente a los arañazos y puede soportar casi cualquier ataque químico.

3) ¿El Anodizado Hace que las Piezas de Aluminio Sean Más Fuertes?

Probador de dureza de materiales

El anodizado no hace que un componente de aluminio sea más fuerte o más débil. En su lugar, aumenta la dureza del aluminio, que describe la resistencia del componente de aluminio a la indentación superficial, rayado o abrasión. Por ejemplo, un componente de aluminio anodizado puede ser tres veces más duro que la aleación de aluminio original.

Además, las piezas de aluminio anodizado son típicamente más ligeras que otros metales como el cobre y el acero inoxidable. Esta característica única las hace ideales para aplicaciones aeroespaciales que requieren metales ligeros.

4) ¿El Anodizado Mejora la Conductividad Térmica del Aluminio?

La conductividad térmica describe la capacidad de un material para transferir o conducir calor. Esta capacidad aumenta con la cantidad de flujo de calor, el grosor del material y el área superficial del material.

Dado que el anodizado forma una capa de óxido adicional en la superficie de un componente de aluminio, estaría de acuerdo en que aumenta el grosor y el área superficial del componente. Como resultado, el aluminio anodizado tendrá una conductividad térmica mejorada que un componente de aluminio sin acabado. Esto hace que las piezas de aluminio anodizado sean ideales para las aplicaciones de disipadores de calor actuales que se encuentran en electrónica y otros sistemas térmicos.

5) ¿Cuáles son los Tipos de Anodizado?

El anodizado se clasifica comúnmente según la norma MIL-A-8625 en tres tipos:

• Tipo I Anodizado
• Tipo II Anodizado
• Tipo III Anodizado

El proceso de anodizado Tipo I, también llamado anodizado con ácido crómico, usa un baño químico de ácido crómico para crear recubrimientos (o capa de óxido) en la superficie del aluminio. Produce un recubrimiento fino (hasta 2,5 micras) y es ideal en aplicaciones donde se requiere protección mínima contra la corrosión y adherencia de pintura.

El proceso de anodizado Tipo II usa un baño químico de ácido sulfúrico para crear una capa de óxido en el componente de aluminio. Este tipo de anodizado produce una capa de óxido tan gruesa como 25 micras, haciéndolos más resistentes a la corrosión que las piezas de aluminio anodizado Tipo I. Además, como tienen capas de óxido más gruesas (y poros), son mejores para retener tintes y coloración que las partes anodizadas "Tipo I".

El proceso de anodizado Tipo III, también llamado anodizado de capa dura, produce capas de óxido más gruesas que 25 micras. Usa ácido sulfúrico como baño químico, como el anodizado Tipo II. Sin embargo, la corriente eléctrica en este proceso se hace fluir durante períodos más largos que en el anodizado Tipo II. Esto les permite producir capas más gruesas y los hace más resistentes a la corrosión que las piezas anodizadas Tipo I y Tipo II.

6) El Coste del Anodizado de Aluminio en Casa

Si busca una forma de proteger sus productos de aluminio y ahorrar dinero, el anodizado es una excelente opción. Este proceso es muy superior a la pintura y puede hacerse en su propia casa por una fracción del coste.

El coste real asociado al proceso variará dependiendo de dónde viva y la pieza que quiera anodizar. Cuanto más grande sea la pieza y más duro el recubrimiento, más costará. Sin embargo, sigue siendo más barato y rápido hacerlo en casa.

Al anodizar aluminio a escala, lo importante es configurar su equipo en una ubicación bien ventilada. Además, comprar sus artículos al por mayor le ayudará a ahorrar dinero.

La adquisición de ácido sulfúrico puede resultar difícil dependiendo de dónde viva, pero generalmente puede encontrarlo en tiendas de suministros de extintores o empresas de suministros científicos/químicos. Sin embargo, comprar ácido sulfúrico al por mayor puede requerir una licencia o permiso, así que asegúrese de consultar primero con las autoridades locales.

7) Materiales Necesarios para Anodizar Aluminio

La mayoría de los materiales necesarios para anodizar aluminio son básicos y fáciles de encontrar. También son relativamente baratos. Si quiere hacer esto regularmente en casa, puede querer configurar su propia estación de anodizado.

Aquí están los artículos que necesitará:

• Agua destilada
• Tanques y recipientes para contener líquidos durante el proceso
• Ácido sulfúrico
• Un cátodo
• Neutralizador de ácido
• Desengrasante
• Alambre de aluminio o titanio
• Sosa cáustica
• Tinte (cualquier color que desee)
• Una batería (u otra fuente de alimentación)

También querrá encontrar un lugar bien ventilado para configurar la estación de anodizado; asegúrese de usar gafas, guantes y un respirador.

Además de los artículos enumerados, también querrá comprar algunas cosas opcionales, que en nuestra opinión y experiencia harán el trabajo más fácil. Estos incluyen:

• Pelotas de ping-pong (puede ponerlas en el tanque para evitar la acumulación de niebla ácida)
• Un agitador
• Hervidor barato para el tinte
• Termómetro de cocina para verificar las temperaturas

8) Anodizado de Aluminio – Los Pasos Básicos

Una vez que haya reunido todo lo que hemos enumerado arriba, todo lo que necesita hacer es seguir los pasos a continuación.

1 – Use lana de acero o incluso una almohadilla para lavar platos ligeramente abrasiva para fregar la superficie del aluminio que va a anodizar. Esto ayudará a eliminar cualquier marca de mecanizado del metal.

2 – El siguiente paso es ponerse todo su equipo de seguridad, es decir, guantes, gafas, etc.

3 – Limpie la pieza usando un desengrasante y luego lávela con agua destilada.

4 – Prepare la solución de sosa cáustica, usualmente 10-20%. Añada unas cuatro cucharadas de sosa a un galón de agua. Mezcle esta solución con agua destilada pura y coloque las piezas en ella. Use guantes de goma y espere unos minutos mientras la solución impregna el aluminio. Debería ver burbujas subir indicando que la superficie del aluminio está siendo limpiada. Esto no debería tomar más de 5 minutos.

5 – Retire la pieza del baño de sosa y lávela con agua destilada. Asegúrese de que la pieza esté limpia. Si ve que el agua forma gotas en la superficie, lávela unas cuantas veces más.

6 – Luego querrá montar la pieza enganchándola a alambre de aluminio o titanio. Debe tener una conexión sólida y tenga en cuenta que habrá una marca sin anodizar donde el alambre estuvo en contacto con la pieza. Así que elija la ubicación sabiamente.

7 – El siguiente paso es crear un baño vertiendo ácido sulfúrico en agua destilada. Lo hace mezclando 1 parte de ácido con tres partes de agua destilada. Sin embargo, independientemente de la temperatura ambiente, es esencial asegurar que el baño esté a 70 grados Fahrenheit (21°C). Si supera esta temperatura o baja de 65°F (18°C), arruinará el proceso y los resultados serán decepcionantes.

8 – Luego agregará el cátodo al tanque, pero asegúrese de que no toque la pieza que quiere anodizar. Las piezas que desea anodizar deben estar suspendidas en el tanque, asegurándose de que no toquen nada. Luego agregue un pequeño calentador y un termómetro. La superficie del baño también puede cubrirse con pelotas de ping-pong.

9 – No inicie el proceso hasta que la temperatura en el baño sea de 70 grados.

10 – A continuación, conecte su fuente de alimentación y conéctela al terminal positivo de la batería o la fuente. El negativo se conecta luego al cátodo. Aquí es donde debe tener cuidado porque el baño comenzará a emitir humos peligrosos.

11 – Querrá establecer la amperaje basado en el área superficial que quiere anodizar. Si quiere una superficie dura, ajústelo a 0,03 amperios por pulgada cuadrada; si quiere algo más suave, que absorba el tinte, márquelo a 0,02 amperios.

12 – Inicialmente recomendamos comenzar a 16 voltios. Algunas calculadoras en línea pueden ayudar con esto, pero en casa, 16 voltios está bastante bien. Sin embargo, lo importante aquí es vigilar la temperatura en el tanque a medida que avanza el proceso. La temperatura a menudo aumenta durante el proceso, así que no puede dejarlo solo.

13 – Una vez que el proceso de anodizado comienza, puede empezar a calentar los tintes. La mayoría de los colores funcionarán bien a 140°F (60°C), pero puede querer enfriar algunos colores. Todas las marcas de pintura son un poco diferentes y merecerán cierta experimentación.

14 – Luego prepare un tanque de agua destilada y el otro con un neutralizador de ácido.

15 – Una vez completado, apague la alimentación, retire las piezas del tanque y luego sumérjalas en agua destilada durante 15 segundos. Luego enjuague en el tanque neutralizador durante unos 5 minutos. Querrá hacer una segunda ronda de enjuague en el neutralizador durante 5 minutos. Luego de nuevo con agua destilada antes de sumergir las piezas en el tinte. Las piezas absorberán el color instantáneamente, pero tendrá que dejarlas unos 15 minutos, dependiendo de la intensidad que desee.

16 – Una vez completado el proceso de teñido, necesita hervir las piezas durante 15 minutos. Esto ayudará a endurecer el tinte, asegurando un sellado duro.

Acabado de Aluminio Anodizado: Gensun Puede Ayudar

Ahora que sabe al menos algo sobre acabados de anodizado, estará de acuerdo en que las piezas de aluminio anodizado ofrecen varias ventajas sobre las piezas de aluminio normales. Sin embargo, el proceso de anodizado no es tan simple como parece: requiere tecnologías y experiencia especiales.

Gensun Precision Machining es un proveedor líder de servicios de fabricación de alta calidad en Asia. No solo fabricamos productos con precisión usando nuestras tecnologías de mecanizado CNC de vanguardia, sino que también proporcionamos una amplia gama de servicios de acabado superficial, incluyendo acabados de anodizado de aluminio.

Más información sobre nuestros servicios de acabado superficial.

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Nota: Este artículo se publicó originalmente en abril de 2021 y se actualizó en mayo de 2022